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傅里葉紅外煙氣分析儀都用哪些氧傳感器?

更新時間:2023-11-22 10:52:36

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應用介紹

20世紀初以來,傅里葉變換型紅外 (FT-IR) 光譜學一直是化學、生命科學和材料科學等領域中普遍應用的研究工具。它除了能提供分子結構和組成信息,還可控制反應動力學過程調查物質在不同溫度下的相互作用等。


 


1960年代后期到1970年代早期, W.M.Gabriel同時開發出了實時電路對抗交匯干擾并減少估計錯誤量(誤差較?。┮氲芽栕鴺讼迪聰祿幚矸绞绞沟迷摲椒焖偻茝V。

隨著計算機硬件設備越來越先進和易于獲取我國也逐步進行應用,紅外光譜技術在農業、環境保護和醫藥等許多領域中獲得了廣泛的使用。傅立葉紅外光譜儀在國內的發展及使用狀況相對于發達國家來說,起步還是比較晚的。        

紅外光譜儀的工作原理是什么呢?紅外光譜儀是利用物質對不同波長的紅外輻射的吸收特性,進行分子結構和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源,單色器,探測器和計算機處理信息系統組成。根據分光裝置的不同,分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言,當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后,分子的振動能級發生躍遷,透過的光束中相應頻率的光被減弱,造成參比光路與樣品光路相應輻射的強度差,從而得到所測樣品的紅外光譜。


 


      電磁光譜的紅外部分根據其同可見光譜的關系,可分為近紅外光、中紅外光和遠紅外光。遠紅外光(大約400-10 cm-1)同微波毗鄰,能量低,可以用于旋轉光譜學。中紅外光(大約4000-400 cm-1)可以用來研究基礎震動和相關的旋轉-震動結構。更高能量的近紅外光(14000-4000 cm-1)可以激發泛音和諧波震動。紅外光譜法的工作原理是由于震動能級不同,化學鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質量、和最終的相關振動耦合。為使分子的振動模式在紅外活躍,必須存在永久雙極子的改變。具體的,在波恩-奧本海默和諧振子近似中,例如,當對應于電子基態的分子哈密頓量能被分子幾何結構的平衡態附近的諧振子近似時,分子電子能量基態的勢面決定的固有振蕩模,決定了共振頻率。然而,共振頻率經過一次近似后同鍵的強度和鍵兩頭的原子質量聯系起來。這樣,振動頻率可以和特定的鍵型聯系起來。簡單的雙原子分子只有一種鍵,那就是伸縮。更復雜的分子可能會有許多鍵,并且振動可能會共軛出現,導致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學組聯系起來。常在有機化合物中發現的CH2組,可以以“對稱和非對稱伸縮”、“剪刀式擺動”、“左右搖擺”、“上下搖擺”和“扭擺”六種方式振動。

目前市面上有兩種主流的兩種煙氣分析儀,一種是電化學工作原理,另一種是紅外工作原理。目前市場上的便攜式煙氣分析儀通常是這兩種原理相結合,以下是這兩種煙氣分析儀的工作原理介紹:

電化學氣體傳感器工作原理:將待測氣體經過除塵、去濕后進入傳感器室,經由滲透膜進入電解槽,使在電解液中被擴散吸收的氣體在規定的氧化電位下進行電位電解,根據耗用的電解電流求出其氣體的濃度。在一個塑料制成的筒狀池體內安裝工作電極、對電極和參比電極,在電極之間充滿電解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接,在電極之間施加了一定的電位,使傳感器處于工作狀態。氣體在電解質內的工作電極發生氧化或還原反應,在對電極發生還原或氧化反應,電極的平衡電位發生變化,變化值與氣體濃度成正比??蓽y量SO2、NO、NO2、CO、H2S等氣體,但這些氣體傳感器靈敏度卻不相同,靈敏度從高到低的順序是H2S、NO、NO2、SO2、CO,響應時間一般為幾秒至幾十秒,一般小于1min;它們的壽命,短的只有半年,長的一般也就2年、3年,后續需要不斷進行維護。



傅里葉紅外分析儀工作原理:基于各種氣體對紅外線輻射能具有選擇性吸收的特性,紅外線被氣體中一種組分吸收后 , 輻射能部分地轉化為熱能,使氣體溫度升高 , 通過測量氣體溫度變化或恒容積內氣體壓力的變化,就可得知氣體中這一組分的含量。它可分析的對象很廣泛 ( 如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、各種烴、乙醇和蒸汽等的含量 ) ,靈敏度高,量程范圍廣,響應速度快。紅外線分析儀是基于被測介質對紅外光有選擇性吸收而建立的一種分析方法,屬于分子吸收光譜分析法。紅外線通過裝在一定長度容器內的被測氣體,然后通過測定通過氣體后的紅外線輻射強度來測量被測氣體濃度?;诟道锶~紅外煙氣分析儀的壽命一般長達10年。

值得一提的是由于氧氣和氮氣的分子在紅外光譜中不在紅外波段內,所以無法吸收紅外線。因此基于傅里葉的紅外煙氣分析儀就沒辦法直接測量氧氣,而且煙氣監測設備中又必須通過檢測含氧量高低來判斷反應出污染物排放是否完全進行了燃燒。所以傅里葉煙氣分析儀必須額外增加一個氧氣傳感器來檢測氣體中的氧氣濃度。



      傅里葉紅外是目前市場上最好的一類煙氣監測設備了,但是它工作需要把煙氣加熱到180度,所以與之搭配的氧氣傳感器也需要有耐高溫的特性,新世聯代理的O2S-FR-T2-18C/B/A是氧化鋯氧氣傳感器,該產品采用M18 x 1.5mm螺紋安裝外殼,采用堅固的不銹鋼結構,可應對極端溫度水平(從-100°C250°C)。這使得它非常適用于工業煤///生物質鍋爐內的燃燒控制、傅里葉紅外煙氣分析儀連續排放監測系統。

      另外氧化鋯氧傳感器可以搭配OXY-LC接口變送板,可以輸出標準工業型號4-20mA、0-10V或者RS485信號。

      1. RS485通訊能夠完全控制傳感器的工作并獲得傳感器的所有有用信息包括錯誤診斷。

      ⒉傳感器快速響應并且通過濾波能獲得一個穩定的氧氣濃度輸出值。

      3.可在空氣中校準(20.7%氧氣),或其它已知氧氣濃度的環境。

      4.可調的通訊設置,包括能夠改變接口的從屬地址,使得在同一總線上允許多達32接口的通訊??赏昝缿糜谛瓒嘌踝x取的領域。

      5.供電連接線上有反轉電壓和瞬時過壓保護。

 

      相關技術方案可以聯系新世聯科技獲取技術支持。